ВАКУУМНАЯ ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Изобретение относится к средствам борьбы с шумом на пути его распространения путем его изоляции и может найти применение в качестве звукоизолирующих панелей в ограждающих конструкциях. Известна вакуумная звукоизолирующая панель с максимальной звукоизоляцией (патент РФ №2083775, кл. Е04В 1/82, 1997 г.). В состав звукоизолирующей панели входит цельный и герметичный корпус из фторопласта, армированный металлической арматурой с внутренней полостью для ее вакуумирования с звукопоглощающими прокладками на лицевой и тыльной сторонах. На несущей конструкции закреплены магниты, полярность и напряженность магнитного поля подобраны так, что отсутствует контакт корпуса с несущими конструкциями. Вакуумная звукоизолирующая конструкция интересна в части повышения степени звукоизоляции, но она имеет ряд существенных недостатков. Конструкция сложная и дорогостоящая из-за наличия в ней электромагнитов или постоянных магнитов, фторопластового корпуса с замурованной металлической арматурой, что и ограничивает ее внедрение.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является а.с. №1270251, кл. Е04В 1/82, 1982 г.: «Звукоизолирующий элемент». Звукоизолирующий элемент содержит две стенки, выполненные в виде части сферы с выпуклостью наружу, с размещением между ними по периметру упругой прокладки с возможностью вакуумирования внутреннего пространства. Между стенками и прокладкой размещены виброизолирующие опоры, соединенные жестко со стенками металлических рамок. При создании вакуума в полости стенок внешнее давление прижимает стенки друг к другу, что повышает герметичность звукоизолирующего элемента. Сферические стенки с выпуклостью наружу повышают звукоизоляцию в области низких частот. Однако звукоизолирующий элемент имеет ряд недостатков. Сферическая форма частей стенок с выпуклостью наружу ограничивает применение этого элемента из-за неизвестности его крепления к несущей конструкции. Составная часть корпуса со временем будет снижать герметичность и звукоизоляцию. Звукоизолирующий элемент сложен в изготовлении из-за необходимости формования стенок в виде частей сферы определенной толщины, что требует значительных затрат на изготовление.

Решаемая техническая задача - повышение степени звукоизоляции вакуумной конструкции.

Решаемая техническая задача в вакуумной звукоизолирующей конструкции, включающей ограничительный элемент с образованием внутреннего пространства для его вакуумирования, достигается тем, что ограничительный элемент выполнен в виде герметичной оболочки из металлической фольги или металлической фольги, ламинированной с полимерной пленкой, внутри которой размещен формообразующий и звукоизолирующий заполнитель из материала с открытыми порами или ячейками или с разным содержанием открытых и закрытых пор и ячеек, при этом герметичная оболочка из металлической фольги и металлической ламинированной фольги снаружи покрыта звукопоглощающим материалом, герметиком или резиной или резиноподобным материалом. На фиг. 1 представлен общий вид вакуумной звукоизолирующей конструкции; на фиг. 2 - вакуумная звукоизолирующая конструкция в ограждающей конструкции (стене). В примере конкретной реализации вакуумная звукоизолирующая конструкция включает ограничительный элемент, выполненный в виде герметичной оболочки из металлической фольги 1 или металлической фольги, ламинированной с полимерной пленкой, внутри которой размещен формообразующий и звукоизолирующий заполнитель 2 из материала с открытыми порами или ячейками или с разным содержанием открытых и закрытых пор или ячеек. В качестве заполнителя 2 могут быть использованы газобетон, пенобетон, пористый кирпич, гипсоволокнистые плиты, волокнистые минеральные плиты высокой плотности, керамика, пенометаллы, трехслойные панели с сотовым заполнителем, композитные материалы и другие. Герметичная оболочка 1 снаружи покрыта звукопоглощающим материалом 3, герметиком, резиной или резиноподобным материалом (полиуретан, тиокол и другие). Металлическая фольга 1, ламинированная с полимерной пленкой, обладает гибкостью и в ней отсутствуют трещины, она технологична в стадии сборки вакуумной конструкции. Герметичность конструкции обеспечивается сварным или паянным соединением 4. На фиг. 2 представлен вариант применения вакуумной звукоизолирующей конструкции для звукоизоляции ограждающей конструкции (стены) 5.

Один из вариантов изготовления вакуумной конструкции включает следующие операции: изготовление оболочки в виде мешка, изготовление формообразующего и звукоизолирующего заполнителя, размещение заполнителя в мешок, герметизация оболочки с заполнителем с помощью вакуумного насоса откачкой воздуха через штуцер и создание неразъемного соединения сваркой, пайкой и склеиванием. Формообразующий и звукоизолирующий заполнитель подлежит предварительной вакуумной сушке до полного удаления летучих газов. Заполнители минерального происхождения предпочтительны для использования по сравнению с органическими материалами, так как последние со временем стареют и выделяют летучие, что снижает степень вакуумирования и звукоизоляцию. Изготовление вакуумной конструкции, показанной на фиг. 2, можно осуществить, например, изготовлением П-образной оправки, соответствующей габаритам стены, на которую липким клеем крепят металлическую фольгу 1, покрытую снаружи звукопоглощающим материалом 3. Затем производят кладку заполнителя 2 (газобетон) во всю стену. При кладке часть поверхности газобетона оставляют без клея 6 для лучшего вакуумирования всей панели. Затем вынимают оправку и производят пайку, сварку металлической фольги. Зазоры в стене после удаления оправки заполняют звукопоглощающим материалом 3, например, герметиком. Вакуумирование производят через металлическую трубку, которую затем пережимают, а конец на выходе запаивают. Металлическая фольга толщиной 0,2-0,3 мм может удерживать вакуум десятилетиями (оборудование термостатирования). При установке вакуумметра можно контролировать и корректировать процесс звукоизоляции.

Рассмотрим процесс звукоизоляции вакуумной конструкции на фиг. 2. Звуковая энергия, прошедшая через стену 5,попадает в воздушный зазор между стеной и вакуумной конструкцией. Данный зазор очень мал и не оказывает существенного влияния на общую звукоизоляцию. Однако звуковым волнам, проходящим через звукопоглощающий материал 3 и металлическую фольгу 1, оказывается значительное сопротивление их прохождению. Прошедшая звуковая энергия попадает в вакуумированный заполнитель 2, где значительно снижена концентрация молекул воздуха, переносчиков звуковой энергии, что и приводит к резкому снижению распространения звуковой энергии, которое будет зависеть от степени вакуумирования. Части прошедшей звуковой энергии приходится повторно преодолевать систему металлическая фольга - звукопоглощающее покрытие 3. Вышедшие после прохождения вакуумной звукоизолирующей конструкции звуковые волны значительно ослаблены и продолжат свое перемещение уже по воздуху. Вакуум исключает возможность передачи звука, которая зависит от степени вакуумирования. Так, при давлении внутри панели 0,9 атм наблюдается повышение звукоизоляции в области низких частот (И.И. Боголепов. Вакуумные звукоизолирующие конструкции. Инженерно-строительный журнал. 2008 г. №1, стр. 22-29). Повышение степени звукоизоляции вакуумной конструкции будет определяться акустическими свойствами герметичной оболочки, звукоизолирующими свойствами самого заполнителя, вакуумом внутри заполнителя, а также жесткостью самой конструкции за счет разности наружного и внутреннего давлений, что значительно улучшает звукоизоляцию. Возможность звукоизоляции целой стены одной вакуумной конструкцией взамен множества панелей позволит повысить стабильность поддержания вакуума в конструкции, а также исключить значительные потери звукоизоляции в местах стыков отдельных вакуумных панелей, неизбежно возникающие при выполнении звукоизоляции стены несколькими панелями. Простота изготовления вакуумной звукоизолирующей конструкции, высокая степень звукоизоляции позволят найти применение в разных областях промышленности.